JP4082087B2 - Hydraulic gear pump - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液圧機器、荷役装置、福祉機器等に好適に使用される液圧歯車ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、両回転式の液圧歯車ポンプは一対の流出入口を有し、ポンプの駆動軸の回転方向によって、相互に吐出及び吸入の作用を行うようにしている。これらを油圧シリンダや油圧モータ等のアクチュエータのポートに接続すると、駆動軸のポンプの回転方向を変えることでアクチュエータの作動方向を変えることができる。
【0003】
実際にこのような両回転式の歯車ポンプをアクチュエータに接続して用いる場合、一般的な両回転式歯車ポンプを用いた構成では、液圧回路の圧力が上がるとリリーフ弁を作動させて余剰の作動液をタンク等に流し込むようにしているが、リリーフ弁の作動の際に騒音が発生するとともにエネルギーが消費され、特に一般家庭等で使用する場合に極めて不都合である。そこで、低圧優先シャトル弁を用いて回路内の油量が不足した際に自動的に作動油を補充し、リリーフ弁の作動を抑えて低騒音化及び省エネルギー化を図ることが考えられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような低圧優先シャトル弁が十分に作用しないと、回路内の液量が不足した際の作動油の補充が十分行われなくなることから圧力損失が発生し、液圧の不足によるキャビテーションが発生して騒音を引き起こしてしまうとともに効率が低下し、低圧優先シャトル弁を導入して低騒音化及び省エネルギー化を図る意義が損なわれる。さらに、キャビテーションが発生すると歯車ポンプに衝撃が加わり、作動が安定しなくなる。
【0005】
本発明は以上に述べた課題を解決すべく、低圧優先シャトル弁を十分に作用させるように構成したものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明に係る液圧歯車ポンプは、一対の流出入口を有する両回転式のものであって、前記一対の流出入口を有するポンプ本体と、タンクと連結させてなる低圧優先シャトル弁とを具備するとともに、前記流出入口から前記低圧優先シャトル弁まで貫通するポンプ内作動液通路を設けているものであって、前記ポンプ本体の流出入口の低圧側をタンクと連通させることが可能であることを特徴とする。
【0007】
このようにすれば、低圧優先シャトル弁が歯車ポンプの流出入口に近接しているので、圧力損失を低く抑えることができ、キャビテーションが起こりにくくなる。従って、騒音を低減するとともに、安定した作動をも実現できる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について述べる。
【0009】
本実施形態に係る液圧歯車ポンプPは、縦断面図を図1、正面図を図2、背面図を図3に示すように、ポンプ本体1と低圧優先シャトル弁2とを具備し、さらに一対の流出入口1a、1bを有する。そして、以下に述べるような液圧式福祉用リフターに用いられる。この液圧式福祉用リフターは、回路図を図4に示すように、前記一対の流出入口1a、1bを、外部作動液通路A、外部作動液通路Bを介して、複動式液圧シリンダ3のボア室31及びロッド室32に設けた流出入口3a、3bに接続しており、この間が閉回路となって通常の作動通路となる。通路A、通路Bにはそれぞれ安全弁としてリリーフ弁4a、4bが接続され、リリーフ弁4a、4bを通った作動液がタンク5に戻される。そして、外部作動液通路A、外部作動液通路Bを低圧優先シャトル弁2を介してタンク5に接続している。
【0010】
前記ポンプ本体1は、一般的な液圧歯車ポンプとして周知のものと同様に構成されており、一対の歯車14、15をケーシング11内に噛合状態で収容したものである。詳述すると、ケーシング11は、ボディ12の端面にリヤカバー13を添接、接合しそれらをボルトB1により連結することにより構成されるものである。以下、ボディ12側からリヤカバー13側に向かう方向を基準として方向を記述する。
【0011】
前記ボディ12には、図1におけるa−a断面図を図5に示すように、眼鏡状のめがね穴12aを設け、駆動歯車14及び従動歯車15を噛合状態で収容し、これらの歯車14、15の側面に可動側板16を添設して容積空間を閉止している。さらに、図2及び図3に示すように、ボディ12には、軸受穴12a、12bが設けられ、これらの軸受穴12a、12bに、前記歯車14、15を取り付けた回転軸141、151をブッシュ17を介して回転可能に軸承させている。一方、図1におけるb−b断面図である図6に示すように、リヤカバー13には、軸受穴13a、13bが設けられ、これらの軸受穴13a、13bに、前記歯車14、15を取り付けた回転軸141、151をブッシュ18を介して回転可能に軸承させている。さらに、前記可動側板16は、圧力がバランスするように構成している。さらに、流出入口1aから前記ボディ12及びリヤカバー13を貫通して後端面に達するポンプ内作動液通路10aを設けるとともに、流出入口1bからも前記ボディ12及びリヤカバー13を貫通して後端面に達するポンプ内作動液通路10bを設けている。
【0012】
そして、一端を外部に延出させてなる駆動歯車14の回転軸141に、図示しないモータ等に接続された図1に示す外部の入力軸6から駆動力を付与することによって、両歯車14、15を同期逆回転させ、流出入口1aから吸入した作動流体を歯車14、15の歯間、可動側板16及びめがね穴12aによって閉成される容積空間に閉じ込めて流出入口1bにまで導き吐出するというポンプ作用、及び逆方向のポンプ作用を営むようにしている。
【0013】
このように構成したポンプ本体1の作用を図4を参照して説明する。このポンプ本体1を作動させて液圧シリンダ3を右に押し出す(伸長させる)とき、液圧シリンダ3のロッド室32内の液は外部作動液通路Bを通じてポンプ本体1に回り込み、ここから吐出された作動液が外部作動液通路Aを通じて液圧シリンダ3のボア室31に流れ込む。すなわち、ポンプ本体1は、作動液を流出入口1bから吸入し、流出入口1aから吐出するように作用する。しかし、液圧シリンダ3のロッド室32から流出し外部作動液通路Bを通過する作動液は、液圧ポンプ1の吐出側の外部作動液通路Aを通過する作動液よりも少ないので、このときタンク5から不足分を補う必要がある。逆にポンプ本体1を反転させて液圧シリンダ3を左に引き込む(縮退させる)とき、液圧シリンダ3のボア室31内の液は通路Aを通じてポンプ本体1に回り込み、ここから吐出された作動液が通路Bを通じて液圧シリンダ3のロッド室32に流れ込む。しかし、液圧シリンダ3のボア室31から流出し外部作動液通路Aを通過する作動液は、液圧ポンプ1の吐出側の外部作動液通路Bを通過する作動液よりも多いので、このとき余剰分をタンク5に戻す必要がある。
【0014】
しかして、本実施形態では、前記ポンプ内作動液通路10a、10bを前記低圧優先シャトル弁2まで貫通させるとともに、前記低圧優先シャトル弁2をタンク5に、タンクポート5a、5bを介して接続している。そして、前記ポンプ内作動液通路10aを前記外部作動液通路Aと連続させているとともに、前記ポンプ内作動液通路10bを前記外部作動液通路Bと連続させている。
【0015】
具体的には、この低圧優先シャトル弁2は、図1及び図3に示すようにポンプ本体1の後端面に添設、接合し、ボルトB2によりポンプ本体1に連結してある。また、図1におけるc−c断面図である図7に示すように、ボディ21と1対のチェック弁機構22とピン23とを具備し、左右対称をなしている。なお、図7は背面側から見た図となるので、以下の記述で図7における左右と文中の左右は逆になる。以下、左側の前記チェック弁機構22はチェック弁機構22a、右側の前記チェック弁機構22はチェック弁機構22bとする。左側の前記チェック弁機構22aは、ボール24aと、スリーブ25aと、ばね26aと、蓋としての機能も有するリテーナ27aとを有する。そして、スリーブ25aの内部空間25a1が前記ポンプ内作動液通路10aに連通している。また、右側の前記チェック弁機構22bも、ボール24bと、スリーブ25bと、ばね26bと、蓋としての機能も有するリテーナ27bとを有し、スリーブ25bの内部空間25b1が前記ポンプ内作動液通路10bに連通している。すなわち、前記ポンプ内作動液通路10a、10bをスリーブ25a、25bの内部空間25a1、25b1に連通させることにより、前記ポンプ内作動液通路10a、10bをこの低圧優先シャトル弁2まで貫通させている。
【0016】
この低圧優先シャトル弁2の作用を図4及び図7を参照して説明する。ポンプ本体1が液圧シリンダ3を右に押し出す(伸長させる)ように作動しだすと、左側のスリーブ25aの内部空間25a1に作動液が流れ込み、ボール24aが右側に押し出される。ボール24aはピン23とともにボール24b及びスリーブ25bを押し出す。このとき、ポンプ内作動液通路10bはスリーブ25bの内部空間25b1を介してタンクポート5bと連通される。そして、タンクポート5bからは、余剰な作動液があればタンク5に流出し、作動液が不足していればタンク5から吸引する。一方、ボール24aがボディ21に形成されたシート部分21aに接触するとスリーブ25aの内部空間25a1をタンクポート5aから確実に遮断し、圧力が上昇して作動液が流出入口1aから流出する。ポンプ本体1が以上と逆方向に作動しているときは、この低圧優先シャトル弁2も以上と逆方向に作動する。また、ポンプ本体1が停止しているときは、両側の圧力が等しくなるので、スプリング26a、26bの作用によりボール24a、24b及びスリーブ25a、25bは、最大限左側に移動した位置と最大限右側に移動した位置とのちょうど中間の位置に戻る。
【0017】
このとき、ポンプ本体1にポンプ内作動液通路10a、10bを低圧優先シャトル弁2まで貫通させてを設けるように液圧歯車ポンプPを構成しているので、ポンプ本体1の流出入口1a、1bから低圧優先シャトル弁2にゴムホース等を介して接続する態様に比べてタンク5と流出入口1a、1bとの間の距離を短くできる。したがって、タンク5からポンプ本体1に作動液を送り込む際に漏れ等を少なくでき、圧力損失を抑えられるので、キャビテーションの発生を抑えることができ、騒音の発生や効率低下を抑えることができるとともに、安定した作動をも実現できる。また、低圧優先シャトル弁2により余剰の作動液をタンク5に排出するようにしているので、リリーフ弁4a、4bが作動する回数を少なくでき、リリーフ弁4a、4bの作動に伴う騒音の発生及びエネルギーの消費も防ぐことができる。
【0018】
さらに、低圧優先シャトル弁2は、ポンプ本体1に連結されて一体のものとして機能するようにしているので、ポンプ本体1の吐出量に応じたチェック弁機構を有するものを選択することができる。従って、ポンプ本体1と低圧優先シャトル弁2とのミスマッチによる不具合を防ぐことができる。さらに、これらポンプ本体1と低圧優先シャトル弁2とを一体の液圧歯車ポンプPとして構成することから、省スペース化を図ることができ、コストダウンを図ることもできる。
【0019】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限られない。
【0020】
例えば、過負荷時やポンプの停止時に負荷をその位置に保持するために、図8に示すように、通路A、通路Bにパイロットチェック弁7a、7bを入れることが有効である。また、同図のように通路A、B間を高圧優先シャトル弁8で接続すれば、1台のリリーフ弁4で済ませることができる。
【0021】
さらに、本発明は以上に述べたような液圧式福祉用リフターだけでなく、種々の液圧機器や荷役装置や福祉機器等に用いる液圧歯車ポンプに適用することができ、同様にキャビテーションを起こりにくくして騒音の低下及び省エネルギー化に役立てることができる。
【0022】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲でさまざまに改変してよい。
【0023】
【発明の効果】
本発明では、歯車ポンプに低圧優先シャトル弁を具備させ、その吐出入口から前記低圧優先シャトル弁まで貫通するポンプ内作業液通路を設けているので、低圧優先シャトル弁が歯車モータの吐出入口に近接させて、圧力損失を抑えることができ、さらにキャビテーションを起こりにくくすることができる。従って、騒音及び消費エネルギー量を低減するとともに、安定した作動をも実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る液圧歯車ポンプを示す縦断面図。
【図2】同実施形態に係る液圧歯車ポンプを示す正面図。
【図3】同実施形態に係る液圧歯車ポンプを示す背面図。
【図4】同実施形態に係る液圧歯車ポンプの使用例を示す回路図。
【図5】図1におけるa−a断面図。
【図6】図1におけるb−b断面図。
【図7】図1におけるc−c断面図。
【図8】本発明に係る液圧歯車ポンプの別の使用例を示す回路図。
【符号の説明】
P…液圧歯車ポンプ
1…ポンプ本体
11…ケーシング
12…ポンプ本体のボディ
13…リヤカバー
14、15…歯車
141、151…回転軸
16…可動側板
17…ブッシュ
18…ブッシュ
1a、1b…流出入口
10a、10b…作動液通路
2…低圧優先シャトル弁
21…低圧優先シャトル弁のボディ
21a、21b…シート部分
22a、22b…チェック弁機構
23…ピン
24a、24b…ボール
25a、25b…スリーブ
25a1、25b1…スリーブの内部空間
26a、26b…ばね
27a、27b…リテーナ
3…複動式液圧シリンダ
31…ボア室
32…ロッド室
3a、3b、3…シリンダ流出入口
4a、4b、4…リリーフ弁
5…タンク
5a、5b…タンク回路
6…入力軸
7a、7b…パイロットチェック弁
8…高圧優先シャトル弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic gear pump suitably used for hydraulic equipment, cargo handling equipment, welfare equipment and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a double-rotating hydraulic gear pump has a pair of outlets and outlets, and discharges and sucks each other depending on the rotation direction of the drive shaft of the pump. When these are connected to ports of actuators such as a hydraulic cylinder and a hydraulic motor, the operating direction of the actuator can be changed by changing the rotation direction of the pump of the drive shaft.
[0003]
When such a double-rotating gear pump is actually connected to an actuator and used, in a configuration using a general double-rotating gear pump, when the pressure in the hydraulic circuit rises, the relief valve is operated to cause an excess. Although the working fluid is poured into a tank or the like, noise is generated and energy is consumed when the relief valve is operated, which is extremely inconvenient particularly when used in a general household. Therefore, it has been considered to use a low-pressure priority shuttle valve to automatically replenish hydraulic oil when the amount of oil in the circuit is insufficient, thereby suppressing the operation of the relief valve to reduce noise and save energy.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, if such a low-pressure priority shuttle valve does not operate sufficiently, hydraulic fluid will not be sufficiently replenished when the amount of fluid in the circuit is insufficient, causing pressure loss, and cavitation due to insufficient fluid pressure. The noise is generated and the efficiency is lowered, and the significance of reducing the noise and energy is reduced by introducing a low-pressure priority shuttle valve. Further, when cavitation occurs, an impact is applied to the gear pump, and the operation becomes unstable.
[0005]
In order to solve the above-described problems, the present invention is configured to sufficiently operate the low-pressure priority shuttle valve.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, the hydraulic gear pump according to the present invention is a double-rotating type having a pair of outflow inlets, and includes a pump body having the pair of outflow inlets and a low-pressure priority shuttle valve connected to a tank. In addition, a hydraulic fluid passage in the pump that penetrates from the outflow inlet to the low pressure priority shuttle valve is provided, and the low pressure side of the outflow inlet of the pump body can communicate with the tank. Features .
[0007]
In this way, since the low pressure priority shuttle valve is close to the outflow inlet of the gear pump, the pressure loss can be kept low and cavitation is less likely to occur. Accordingly, noise can be reduced and stable operation can be realized.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below.
[0009]
The hydraulic gear pump P according to this embodiment includes a
[0010]
The
[0011]
As shown in FIG. 5, the
[0012]
Then, by applying a driving force from the
[0013]
The operation of the
[0014]
Therefore, in this embodiment, the
[0015]
Specifically, the low-pressure
[0016]
The operation of the low pressure
[0017]
At this time, since the hydraulic gear pump P is configured so that the pump
[0018]
Furthermore, since the low-pressure
[0019]
The present invention is not limited to the embodiment described above.
[0020]
For example, in order to hold the load at that position during overload or when the pump is stopped, it is effective to place
[0021]
Furthermore, the present invention can be applied not only to the hydraulic welfare lifter as described above, but also to hydraulic gear pumps used in various hydraulic equipment, cargo handling equipment, welfare equipment, etc. This can be used to reduce noise and save energy.
[0022]
In addition, various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
[0023]
【The invention's effect】
In the present invention, the low pressure priority shuttle valve is provided in the gear pump, and the working fluid passage in the pump that penetrates from the discharge inlet to the low pressure priority shuttle valve is provided, so the low pressure priority shuttle valve is close to the discharge inlet of the gear motor. Thus, pressure loss can be suppressed, and cavitation can be made difficult to occur. Therefore, noise and energy consumption can be reduced and stable operation can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a hydraulic gear pump according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing the hydraulic gear pump according to the embodiment.
FIG. 3 is a rear view showing the hydraulic gear pump according to the embodiment.
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of use of the hydraulic gear pump according to the embodiment.
5 is a cross-sectional view taken along the line aa in FIG. 1. FIG.
6 is a cross-sectional view taken along line bb in FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line cc in FIG.
FIG. 8 is a circuit diagram showing another example of use of the hydraulic gear pump according to the present invention.
[Explanation of symbols]
P ...
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